电动汽车电池的实际寿命有多长？

十五年前，当现代电动汽车刚刚上路时，没有人确切知道他们巨大而昂贵的锂离子电池会带来什么。

随着电池老化， 他们掌握的权力越来越小。任何曾经拥有过没电的智能手机或不得不更换汽车 12 伏启动电池的人都深知这一点。

电动汽车电池的目的是比那些更小、更便宜的电池使用寿命更长。但还要多久呢？

这些预测并没有让人感到安慰。 2010 年， 纽约时报 写道，“对（电动汽车）电池组寿命的估计——没有人确切知道——最多可达七年。”路上行驶的汽车平均车龄超过12年。这种差异让一些潜在的电动汽车买家感到紧张。

电池有保修，但它们的使用寿命不如汽车。如果汽车的高压电池在使用寿命中途失效，则需要更换，更换价格约为 5,000 至 20,000 美元。

但有好消息。

随着道路上的电动汽车车队老化，从数万辆汽车收集的新数据显示，这些电池的使用寿命比预期的要长。

电池如何老化

锂离子电池会经历两种老化。首先，有日历老化：随着时间的推移，它们会降解，即使只是储存起来，它们的汁液也会减少。

然后是周期性老化，即电池根据其使用情况（反复充电和放电）而退化的程度。

这意味着没有办法避免退化。无论您经常或很少使用车辆，最终电池的电量都会减少。

但衰老的轨迹并不是一条直线。 Recurrent 是一家研究公司，从 30,000 多名电动汽车驾驶员那里收集了数据，将其描述为“S 曲线”。开始时会出现快速下降，然后长期趋于平稳，最后会出现更快速的下降。

“这很像磨合一双鞋，”Recurrent 市场洞察总监 Liz Najman 说道。鞋子一开始很硬，但很快就会变得更加柔软。 “然后你的鞋子就只能撑你了，”她说，直到某个时候，“一切都结束了，一切都在迅速衰退。”

当谈到电动汽车电池时，有两件事正在变得清晰。最初的下降并不像一些人担心的那么严重。而生命终结的急剧下降需要很长一段时间才能实现。

在汽车拍卖会上，有很多健康的电池

亚当·乔治 (Adam George) 是考克斯汽车公司 (Cox Automotive) 的车辆服务总监，该公司在全国范围内开展二手车拍卖。近年来，待售的二手电动汽车数量大幅增加，反映出几年前产量的急剧上升。

这使得考克斯汽车公司有越来越多的二手电动汽车在转售前进行评估。

“我们预计电池健康状况会在拥有车辆的头一到三年内经历大规模退化，”乔治说。 “不过，我们看到的是，这些租期满 2 年、3 年、4 年、即将回归的汽车的电池健康得分远高于 95%。”

Recurrent 的数据还显示，大多数主要品牌的汽车在 3 年后仍能保持 95% 或更多的预期续航里程，这在一定程度上要归功于软件和电池管理系统，这些系统旨在纠正电池的早期退化，并为驾驶员提供一致的续航里程。

因此，S 曲线的初始下降幅度约为 5% 左右。在那之后？ Cox Automotive 测试了近 80,000 辆电动汽车，发现电池的平均健康状况为 92%。

已有十年历史的电动汽车绝大多数都使用原装电池

该数据集自然偏向于较年轻的车辆，因为当今道路上的绝大多数电动汽车都相当新。 2010 年至 2018 年间，电动汽车仅售出 100 万辆，而现在每年售出超过 100 万辆。

那么最古老的电动汽车呢？

Recurrent的数据可以帮助回答这个问题。数据科学家纳吉曼指出了一些注意事项：这是一个相当小的数据集，只是因为十多年前建造的电动汽车并不多。一些最古老的电动汽车使用的技术无法连接到 Recurrent 的选择加入网络。

但根据他们的社区，在车龄 10 年或以上的电动汽车中，只有 8.5% 曾经更换过电池。其中 90% 以上仍使用原装电池。

“电动汽车电池的性能非常好，”纳吉曼说。

Recurrent 还研究了行驶里程超过 150,000 英里的任何年龄的电动汽车，这可以更仔细地研究周期性老化的影响。电池的表现也超出了预期。

“行驶了 150,000 英里或以上且未更换电池的汽车，其续航里程至少为原始续航里程的 83%，”Najman 说道。

现在，电动汽车电池很早就被更换的一个常见原因是：缺陷。已经发生过多次大规模电池召回事件，任何单个电池都可能存在需要更换的缺陷。但由于所有新电动汽车都附带保修，因此这种更换不会对车主造成经济打击。

考克斯汽车公司的亚当·乔治说：“这就是发动机或变速箱出现故障的代名词。” “这就是保修的目的。”

电动汽车电池的保修期通常至少为 8 年和 100,000 英里，汽车制造商将在发生灾难性故障或容量减少（通常为原始电池的 70% 或更少）的情况下更换电池。

一辆 Model S 的故事

所有这些统计数据在现实生活中是什么样子？以 Norman Hajjar 的 Model S 为例。

Hajjar 是电动汽车的早期采用者。他必须做到这一点：2013 年，他成为电动汽车司机应用程序 Plugshare 的高管。

他的 2012 年款 Model S 是特斯拉生产的首批车型之一。当他拿到它时，他很清楚关于电池寿命的问号。 “实际上没有办法知道它的未来会怎样，因为它的记录为零，”哈贾尔说。

在他的例子中，未来存在电池缺陷：一声巨响，随后他的车突然停下来。他回忆起特斯拉在 2014 年免费更换了电池，并且在保修期内。

从那时起，他在第二块电池上度过了 12 年。他的汽车总共行驶了大约 200,000 英里。而且驾驶起来非常棒，非常感谢。

“这辆车仍然是一个怪物，”哈贾尔深情地说。 “速度非常快，很快就下线了。”

该车最初的额定续航里程为 265 英里。现在大约有 220 个。算一下，它是原来容量的 83%。 “退化的程度相当小，”哈贾尔说。

哈贾尔已经为他的日常司机更换了一辆更新的车辆，主要是为了享受高科技功能。 （他的新款 Model Y 配备了特斯拉先进的驾驶辅助软件。）他的儿子最近使用 Model S 上下大学。 “它现在只是一种备用车辆，”哈贾尔说。但他打算坚持下去。他说，他对此很感伤。

为什么电池的寿命超出预期？

开发现代电动汽车的工程师知道延长电池寿命至关重要。他们设计了主动管理温度以延长电池寿命的系统，以及不断检查电池健康状况的软件。多年来的努力已经证明这些努力得到了回报。

但电动汽车电池的表现超出预期还有另一个原因。事实证明，测试电池对他们来说比现实世界更困难。他们的寿命被低估了。

斯坦福大学 Simona Onori 的实验室对锂离子电池的寿命进行了研究，其中包括 2024 年发表在 自然能源 表明测试电池寿命的传统方法压力很大，并且与电池的实际使用方式不相符。

在大多数实验室测试中，研究人员会反复将它们从非常高的充电状态循环到非常低的充电状态。

现实世界的驾驶更加温和，有停止和启动——每次启动都会消耗一点电池电量，而每次停止都会给电池一点时间充电。司机永远不会将油门猛踩在地板上，并一直保持下去，直到电池耗尽。

“我们加速，我们减速，”奥诺里说。 “电池会充电、放电，如果你在红绿灯处，需要休息一下。”

她的实验室的研究结果表明，传统的电池寿命测试具有不切实际的挑战性，奥诺里表示，正在进行的实际数据研究现在证实了这一点。她说，当它们实际行驶时，电动汽车电池“会优雅地老化。非常优雅”。

就像人类一样，她指出：“当我们生活压力较小时，我们就会活得更久。”

十多年了……而且还在继续

那么多久 做 电动汽车电池还能用吗？现在给出准确的数字还为时过早，因为作为一个整体，已经上路的汽车还没有到达 S 曲线的终点，此时它们将开始表现出巨大的性能下降。换句话说，他们还没有死。

与此同时，电池技术不断进步。最旧的电动汽车（例如 Hajjar 的 Model S）可能并不是新型电动汽车使用寿命的最佳指标。管理电池的软件系统变得更加复杂。许多新型电动汽车使用不同的电池化学物质——磷酸铁锂或LFP——它的使用寿命甚至比锂离子电池更长。

正如 Cox Automotive 跟踪电动汽车趋势的 Stephanie Valdez-Streaty 所说：“这些电池的使用寿命比汽车更耐用。”

在确定正常老化的电动汽车电池的使用寿命时，还有一个难题。它们不会像旧发动机突然熄火一样突然死亡。更重要的是它们的范围缩小了；它们只能为越来越短的旅行提供足够的电力。一些电动汽车车主可能会忍受这种限制，而不是花钱更换昂贵的电池。

加拿大安大略省的托马斯·麦克维 (Thomas McVeigh) 驾驶着一辆 2014 款 BMW i3。即使是新车，那辆车的续航里程也并不令人印象深刻，现在冬天一次充电只能行驶约 55 英里。但它看起来仍然很棒。开车很愉快。这可以节省他的汽油费。对于一辆 12 年车龄的车辆来说，维护费用非常便宜，尤其是对于宝马来说；他唯一真正的成本是新轮胎。

他对范围缩小感到满意。而且他不愿意将他估计价值 6,000 美元的电池安装到一辆老化的汽车上。相反，也许他会把它传给他的孩子。 “青少年通常不会长途驾驶，”他说。

或者也许他最终会把它留给自己。 “我的意思是，”他说，“我喜欢那辆车。”